バイオエンジニアリングされた寄生虫が将来、脳に薬を届けるかもしれない

トキソプラズマ原虫に意図的に感染することは、医療行為として推奨されていません。ほとんどの人は目立った症状を発症しませんが、毎年、少数の宿主がトキソプラズマ症に罹患します。トキソプラズマ症は、数週間にわたるインフルエンザのような症状、筋肉痛、リンパ節の腫れを伴う病気です。

トキソプラズマは、腸から血液脳関門（BBB）をうまく通過することでこれを実現している。血液脳関門は、中枢神経系を不要な異物分子から守る重要な生物学的機能である。寄生虫は問題なくBBBを突破できるが、その閾値を越えられる命を救う可能性のある医薬品を開発するのは依然として難しい。しかし、それらの医薬品が寄生性原生動物の遺伝子組み換えバージョンに便乗したらどうなるだろうか？

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これは、神経生物学者の国際チームが探究している可能性であり、同チームは7月29日にネイチャー・マイクロバイオロジー誌に発表した最新の研究でその詳細を明らかにした。同チームによると、寄生虫を神経疾患の治療に用いられる化学物質を運ぶ無害な運搬体に作り変えることが将来可能になるかもしれないという。

この概念の初期バージョンを実証するため、神経生物学者はトキソプラズマの 3 つの細胞小器官のうち 2 つを生物工学的に改変し、レット症候群の患者によく使用されるタンパク質を分泌するようにした。推定 8,500 人に 1 人の新生児に見られるこの現在のところ治癒不可能な遺伝性疾患は、ほぼ女性にのみ影響を及ぼし、生涯にわたる身体的および神経学的障害を引き起こす。

研究チームはまず、 T. gondiiの細胞小器官を改変した後、この寄生虫を研究室で培養したヒト脳オルガノイドに導入し、MeCP2 タンパク質を特定のニューロンに送達することに成功した。そこから、マウスを使ってさらに 3 つのテストを行った。1 つのグループには改変したT. gondiiを含む生理食塩水を注射し、もう 1 つのグループには改変していない寄生虫を投与した。一方、別のグループは、改変したサンプルにも天然サンプルにもさらさない対照群とした。改変されていても、 T. gondii送達寄生虫はマウスの血液脳関門を通過し、MeCP2 タンパク質を送達することに成功した。

とはいえ、現時点では、トキソプラズマ原虫は、細胞小器官が変化してもしなくても、トキソプラズマ原虫のままです。いずれにしても、寄生虫は依然としてトキソプラズマ症を引き起こす可能性があります。とはいえ、これらの最初の実験は、寄生虫の害を中和することを目的としていたのではなく、その遺伝子設計が医療のツールとしてどのように役立つ可能性があるかを示すものでした。

「この研究の焦点は、 T. gondii を多目的タンパク質ベクターとして使用することの実現可能性の概念実証と、このアプローチの将来の開発のための予備ガイドラインを提供することです」と研究チームは付随する研究報告で述べ、寄生虫が運ぶタンパク質の量は現時点ではまだ比較的低いと付け加えた。それでも、さらなる実験によってこれらの問題が解決され、悪名高いほど困難な血液脳関門を通過するための新しい効果的な代替手段が実現する可能性があると研究チームは考えている。